Оценка влияния твердой фазы шахтных вод на эффективность секционных насосов при разработке месторождений кимберлитовых руд

Несмотря на принятые нововведения в горно-обогатительных комбинатах АК «АЛРОСА» (ПАО) в рамках обновленной стратегии по экономическому развитию, практика свидетельствует, что за последние несколько лет существенно возросли затраты на эксплуатацию секционных насосов главного водоотлива подземного рудника «Удачный». Такому росту затрат мог способствовать заметный рост концентрации механических примесей в шахтных водах. Настоящая работа посвящена комплексной оценке влияния концентрации механических примесей в шахтных водах на эффективность секционных насосов главной водоотливной установки подземного рудника «Удачный» для технико-экономического обоснования проходки дополнительных наклонных осветляющих резервуаров. Поставленная цель достигается путем проведения визуальных, аналитических, статистических и других видов исследований по установлению степени влияния концентрации механических примесей в шахтных водах на ряд эксплуатационных показателей секционных насосов водоотливных хозяйств подземных кимберлитовых рудников. Комплексными исследованиями доказано, что концентрация механических примесей в шахтных водах является ключевым фактором, определяющим межремонтный ресурс и электропотребление насосного оборудования. Межремонтный ресурс секционных насосов главной водоотлиной установки подземного рудника «Удачный» может быть рассчитан как линейная функция их подачи на момент вывода в капитальный ремонт, изменение которой с высокой степенью достоверности описывается эмпирическим выражением Q = –7,5X6 + 326,67, где X6 – усредненная концентрация механических примесей в шахтных водах. Расчетным путем установлено, что снижение концентрации механических примесей в шахтных водах с 17 до 4 г/л позволит уменьшить годовые затраты на эксплуатацию насосного оборудования главной водоотливной установки рудника «Удачный» на 100 млн рублей.

добыча алмазов, подземный рудник, АК «АЛРОСА» (ПАО), рудник «Удачный», водоотлив, секционные насосы, износ, щелевые уплотнения, механические примеси, эффективность эксплуатации

1. Овчинников Н. П., Зырянов И. В. Оценка долговечности секционных насосов подземных кимберлитовых рудников АК «АЛРОСА». Горный журнал. 2017;(10):41–44. https://doi.org/10.17580/gzh.2017.10.08

2. Овчинников Н. П. Проблемы эксплуатации электронасосных агрегатов секционного типа на кимберлитовых рудниках АК «АЛРОСА» и пути их решения. Известия Томского Политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018;329 (6):66–73. URL: http://izvestiya.tpu.ru/archive/article/view/2046

3. Долганов А. В. Влияние гидроабразивного износа элементов проточной части на эксплуатационные качества центробежных насосов медно-колчеданных рудников. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(8):181–186.

4. Shen Z., Li R., Han W, Quan H. Erosion wear in impeller of double-suction centrifugal pump due to sediment flow. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2020;13(4):1131–1142. https://doi.org/10.36884/jafm.13.04.30907

5. Serrano R., Santos L., Viana E., Martinez C. B. Case study: Effects of sediment concentration on the wear of fluvial water pump impellers on Brazil’s Acre River. Wear. 2018;408–409:131–137. https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.04.018

6. Паламарчук Н. В., Тимохина В. Ю., Паламарчук Т. Н. Причины неудовлетворительной работы автоматических уравновешивающих устройств центробежных высоконапорных насосов. Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2016;(42):65–71.

7. Бородкин Н. Н., Паламарчук Т. Н., Захаров В. А. Выбор и расчет базовых параметров центробежных насосов для определения начального этапа кавитации. Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2019;(52):82–91.

8. Тимохин Ю. В., Паламарчук Н. В. Результаты исследований осевой силы ротора и параметров автоматических уравновешивающих устройств центробежных секционных насосов. Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2017;(45):32–42.

9. Долганов А. В., Ислентьев А. О., Торопов Э. Ю., Чураков Е. О. Анализ эффективности разгрузочных устройств шахтных центробежных секционных насосов. Известия Уральского государственного горного университета. 2014;(2):31–35. URL: http://www.iuggu.ru/download/2014-2-Dolganov.pdf

10. Долганов А. В., Тимухин С. А. Гидроабразивный износ насосов рудничного водоотлива: Монография. М.: Издательский дом Академии Естествознания; 2016. 180 с.

11. Сосновский С. В., Селькин В. П. Влияние перекачиваемой среды на интенсивность изнашивания щелевых уплотнений центробежных насосов. Трение и износ. 2013;34(2):171–174. (Пер. вер.: Sosnovskii S. V., Sel’kin V. P. Effect of transfer medium on wear rate of groove seals of centrifugal pumps. Journal of Friction and Wear. 2013;34(2):134–136.)

12. Островский В. Г., Пещеренко С. Н. Расчет скорости гидроабразивного износа межступенчатых уплотнений нефтяного насоса. Вестник Пермского национально-исследовательского политехнического института. Геология. Нефтегазовое дело. 2012;(5):70–75. URL: https://ered.pstu.ru/index.php/geo/article/view/1072/553

13. Островский В. Г., Пещеренко С. Н. Стендовое моделирование коррозионно-абразивного разрушения направляющих аппаратов нефтяных насосов. Научные исследования и инновации. 2010;4(1):86–88.

14. Литвиненко К. В. Прогнозирование технического состояния УЭЦН в условиях интенсивного выноса мехпримесей. [Автореф. дис… канд. техн. наук.] Екатеринбург: Уфимский государственный нефтяной технический университет; 2016. 24 с.

15. Овчинников Н. П., Викулов М. А., Довиденко Г. П., Бочкарев Ю. С. Экспериментальные исследования эксплуатационных свойств насосной установки с изношенным рабочим колесом. Горный журнал. 2016;9:61–65. https://doi.org/10.17580/gzh.2016.09.17

16. Меньшиков С. С. Повышение эффективности эксплуатации грунтовых насосов в условиях гидроабразивного износа. [Автореф. дис… канд. техн. наук.] СПб.: Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»; 2014. 20 с.